化学量論的には安定の水素化物ペロブスカイトがある
それらから、アルカリ土類金属をアルカリ金属に置換したペロブスカイトを考える
トレランスファクターによる安定性の評価
高圧下における安定化・金属化を図る
化学量論的には不安定だが、高圧下で安定化することがあるのではないかと、硫化水素の高圧超伝導体の例やイオン半径論から推測
密度汎関数理論に基づいた第一原理計算によりconvex hullを計算し、その安定性を議論した。
硫化水素が150万気圧の高圧下で高温超伝導体になる現象
DOSのピークが水素の1sの絡むバンドのフェルミ面に重なって金属化するような状況
高温超伝導体の可能性
また、 \(\ce{H_3S}\) が高圧下で安定化する機構についての理解の鍵となる可能性
東京大学理学部物理学科のaiクラスタ
@ai.phys.s.u-tokyo.ac.jp
slurm
(多分?)並列計算
QuantumEspresso ver.6.7.0
\(\ce{CsNaH_3}\)
&control
calculation='vc-relax'
forc_conv_thr=1.0d-4
restart_mode='from_scratch',
tstress = .true.
tprnfor = .true.
wf_collect = .true.
verbosity='high',
prefix='CsNaH3'
pseudo_dir = './pesudo/',
outdir='./tmp/'
nstep=200
/
&system
lspinorb = .true.
noncolin = .true.
ibrav=1,
a=6.0
nat=5,
ntyp=3,
nbnd=25
ecutwfc=500,
ecutrho=1000,
occupations='smearing', smearing='methfessel-paxton', degauss=0.05,
/
&electrons
conv_thr=1.0d-10
mixing_beta=0.2
/
&ions
ion_dynamics = "bfgs"
trust_radius_min = 2.0D-6
trust_radius_max = 1.0D-1
trust_radius_ini = 1.0D-1
/
&cell
press=1d1
cell_dynamics = "bfgs"
/
ATOMIC_SPECIES
Cs -1.0 Cs.rel-pbe-spn-kjpaw_psl.1.0.0.UPF
Na -1.0 Na.rel-pbe-spn-kjpaw_psl.1.0.0.UPF
H -1.0 H.rel-pbe-kjpaw_psl.1.0.0.UPF
ATOMIC_POSITIONS {crystal}
Cs 0.000000000 0.000000000 0.000000000
Na 0.500000000 0.500000000 0.500000000
H 0.500000000 0.500000000 0.000000000
H 0.000000000 0.500000000 0.500000000
H 0.500000000 0.000000000 0.500000000
K_POINTS {automatic}
8 8 8 0 0 0
ポイントとなるパラメータ
calculation=’vc-relax’
初期条件のセルパラメータ
nbnd=25
ecutwfc=500
ecutrho=1000
シェルスクリプトで計算したい圧力の配列を与えて、それらについてvc-relax計算
MATERIAL.vc-relax.outファイルから Final enthalpy の行を抜き出してきて、その値をJSON形式で保存する
pythonスクリプトでjsonをデコードして、plotlyでプロット
\(\ce{KLiH_3}\) (一部抜粋)
bfgs converged in 20 scf cycles and 19 bfgs steps
(criteria: energy < 1.0E-04 Ry, force < 1.0E-04Ry/Bohr, cell < 5.0E-01kbar)
End of BFGS Geometry Optimization
Final enthalpy = -124.4644450150 Ry
File ./tmp/KLiH3.bfgs deleted, as requested
Begin final coordinates
new unit-cell volume = 71.43551 a.u.^3 ( 10.58565 Ang^3 )
density = 7.69638 g/cm^3
CELL_PARAMETERS (alat= 7.60425793)
0.545650477 0.000000000 0.000000000
0.000000000 0.545650477 0.000000000
0.000000000 0.000000000 0.545650477
ATOMIC_POSITIONS (alat)
K 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000
Li 0.2728252385 0.2728252385 0.2728252385
H 0.2728252385 0.2728252385 0.0000000000
H 0.0000000000 0.2728252385 0.2728252385
H 0.2728252385 0.0000000000 0.2728252385
End final coordinates
\(\ce{KMgH_3}\)
\(\ce{KLiH_3}\)
\(\ce{RbNaH_3}\)